Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
У разбуріваемих пластах можуть міститися газ, вода і нафта. Газ через тріщини і пори проникає в свердловину. Якщо пластовий тиск вище тиску промивної рідини, що заповнює свердловину, газ з величезною силою викидає рідину зі свердловини - виникає газовий, а іноді нафтовий фонтан. Це явище порушує нормальний процес буріння, тягне за собою псування устаткування, а іноді і пожежа. Вода або нафту під дуже великим пластовим тиском також можуть прорватися в свердловину. В результаті відбувається викид промивної рідини, а потім води або нафти. Виходить водяний або нафтовий фонтан.
Викиди виникають не тільки в результаті проникнення газу в свердловину під перевищує гідростатичний тиск стовпа промивної рідини пластовим тиском. Газ може поступово проникати в розчин у вигляді дрібних бульбашок через погано заглінізірованние стінки свердловини або разом з вибуренной породою. Особливо сильно розчин насичується газом під час тривалих перерв в бурінні.
Бульбашки газу на забої свердловини знаходяться під сильним тиском, чому газ сильно стиснутий, а розміри бульбашок надзвичайно малі. При циркуляції глинистий розчин піднімається вгору і виносить з собою бульбашки газу, при цьому чим вище вони піднімаються, тим менше стає тиск на них і тим більше вони збільшуються в розмірах. Нарешті, бульбашки стають настільки великими, що займають бóБільшу частину обсягу розчину і щільність його значно зменшується. Вага стовпа вже не може протистояти тиску газу, і відбувається викид, т. Е. Інтенсивне «поршневе» витіснення бурового розчину зі стовбура свердловини.
Поступово просочуючись в свердловину, вода і нафта також зменшують щільність розчину, що може викликати викиди. Викиди можуть виникнути і при зниженні рівня промивної рідини в свердловині, яке відбувається або внаслідок втрати циркуляції, або ж під час підйому труб в разі недоливу свердловини. Ознаки початку газопроявлень наступні:
а) вихід на поверхню при відновленні циркуляції «пачок» глинистого розчину, насиченого газом;
б) кипіння в свердловині при обмеженому надходженні з пластів газу, що може спостерігатися в разі незначних величин в'язкості і статичної напруги зсуву глинистого розчину;
в) слабкий перелив розчину зі свердловини;
г) підвищення рівня рідини в приймальних ємностях бурових насосів (без додавання рідини в циркуляційних систем);
д) поява газу в промивної рідини, зафіксоване приладами або за показаннями газокаротажної станції. У цих випадках слід посилити промивку свердловини, призупинити буріння або спуско-підйом і одночасно застосовувати заходи до дегазації розчину до стабілізації параметрів промивної рідини. Для ліквідації ускладнень в складних випадках залучаються додаткові сили і засоби (див. Нижче).
Заходи та заходи
щодо запобігання викидам
Щоб запобігти викиду, тиск в свердловині повинно бути більше, ніж тиск в пласті, приблизно на 2,1-2,5 МПа (
21-25 кг / см 2). Величина надлишкового тиску залежить від глибини свердловини, пористості і проникності порід виявляє пласта. Надмірний тиск на пласт досягається застосуванням обтяжених глинистих розчинів. При тяжких глинистого розчину звертають увагу на в'язкість, зберігаючи її по можливості мінімальною.
Однак не можна обмежуватися тільки великим навантаженням глинистого розчину як заходом боротьби з викидами газу, нафти або інтенсивним переливом води, так як викид може бути несподіваним або розвинутися досить бурхливо в надзвичайно короткий відрізок часу, а ускладнення розчинів - операція тривала.
Для запобігання вже почався викиду необхідно негайно закрити (герметизувати) свердловину, що легко здійснити, якщо її гирлі оснащено спеціальним противикидним обладнанням. Противикидне обладнання для герметизації гирла свердловин встановлюється на колонній фланці кондуктора і складається з колонних головок, превенторів, перехідних фланцевих котушок, засувок та іншої спеціальної арматури.
Превентори виготовляються декількох типів. У разі застосування плашечних превенторів свердловина перекривається зрушуються до центру плашками, виготовленими зі спеціальної гуми з металевою арматурою. Як правило, на гирлі свердловини встановлюють два превентора, оснащених плашками, відповідними зовнішньому діаметру труб, які знаходяться в свердловині. Глухі плашки встановлюються в превентора при необхідності перекриття всього перерізу свердловини. Плашки можна закривати як ручним способом, за допомогою штурвала, так і за допомогою гідравлічного або електричного приводів. Конструкція плашок виконана таким чином, що за рахунок тиску, що виникає всередині свердловини, створює негативний зусилля, що сприяє ще більшому їх ущільнення.
В універсальних превентора стовбур свердловини перекривається спеціальним гумовим ущільненням, змонтованим в корпусі. У відкритому стані ущільнення забезпечує проходження долота. Число встановлюваних превенторів і їх розташування змінюються в залежності від конкретних умов.
Для кожного району буріння становлять типові схеми обладнання гирла свердловин для запобігання викидам. Обв'язка превенторів повинна забезпечувати можливість промивання свердловини буровими насосами під надлишковим тиском на гирлі з пропуском циркулюючої рідини через ЖЕЛОБНАЯ систему і через пристрій для видалення газу з розчину. Повинна бути також передбачена можливість закачування рідини в кільцевий простір між обсадної і бурильними колонами буровими насосами і цементувальних агрегатом і зворотного промивання через спеціальну лінію. Після монтажу обов'язково повинна бути проведена опресовування превенторной установки водою на тиск, відповідне прочностной характеристиці обсадної колони (але не вище пробного тиску превентора). Практикою встановлено, що більшість газо-, нафто- і водопроявів приурочено до моменту проведення підйому колони бурильних труб або до періоду промивання свердловини відразу після спуску бурильної колони.
Для попередження газо-, нафто- і водопроявів в процесі буріння, крім обважнення глинистого розчину і герметизації гирла свердловини, необхідно виконувати такі основні заходи.
1. Не розкривати пласти, які можуть викликати прояви, без попереднього спуску колон обсадних труб, передбачених геолого-технічним нарядом (ГТН).
2. Доливши свердловини при підйомі бурильної колони повинен носити не періодичний, а безперервний характер, для чого на нагнітальної лінії слід мати відведення для приєднання гнучкого шланга або спеціальну ємність для мимовільного стоку промивальної рідини, або використовувати дозатори.
3. Цемент за кондуктором піднімати до гирла свердловини, що забезпечує герметизацію гирла при боротьбі з газо-, нафто- і водопроявів і перешкоджає виникненню заколонних проявів (перетоків).
4. При зниженні щільності глинистого розчину більш ніж на 20 кг / м 3 (0,02 г / см 3) в порівнянні з вимогами ГТН необхідно вживати негайних заходів щодо його відновлення.
5. Необхідно мати запас розчину від 1,5 до 3 обсягів свердловини з параметрами, регламентованими ГТН, а також запас утяжелителя.
6. Так як коливання тиску при спуско-підйомних операціях залежать від зазору між бурильної колоною і стінками свердловини, слід уникати застосування компоновок нижньої частини бурильної колони з малими зазорами.
7. Колону бурильних труб необхідно піднімати тільки після ретельного промивання свердловини при параметрах глинистого розчину, що відповідають установленим ГТН на вході і виході з свердловини. Промивати свердловину слід за умови створення максимально можливої продуктивності насосів і при провертанні бурильної колони.
8. Якщо при підйомі бурильних труб рівень глинистого розчину в затрубному просторі не знижується, то це вказує на виникнення ефекту «поршневанія», т. Е. Подсоса рідини в свердловину за рахунок негативного гідродинамічного тиску. У подібному випадку бурильну колону необхідно спустити нижче інтервалу прояви, промити свердловину і тільки після цього приступити до підйому інструменту.
9. Перед розкриттям об'єктів з високим пластовим тиском, де можливо прояв, під провідною бурильної трубою встановлюють зворотний клапан.
При загрозі викиду в разі поганої герметизації гирла свердловини бурова бригада повинна негайно вжити таких заходів.
1. В процесі буріння або промивання свердловини:
а) не припиняючи промивання, бурильник піднімає колону до виходу провідної труби і муфти верхньої бурильної труби з ротора і залишає її у висячому положенні, надійно закріпивши гальмо лебідки, після чого керує роботою інших членів бурової вахти по закриттю превентора і спостерігає (після його закриття) за тиском на його викиді: при зростанні тиску до максимальних значень бурильник перемикає виходить зі свердловини потік рідини на відвід з штуцером більшого розміру;
б) після підйому колони труб помічники бурильника закривають верхній плашковий превентора, а при його несправності - нижній плашковий превентора; після герметизації гирла рідина зі свердловини через викидних лінію превентора і штуцер направляється в ЖЕЛОБНАЯ систему;
в) після закриття превентора встановлюється ущільнювач пре-венторной головки, потім превентора відкривається, після чого бурильник періодично ходить бурильну колону, щоб уникнути її прихвата;
г) після закриття превентора безперервно заміряється щільність промивної рідини і ведеться спостереження за вимірюванням рівня рідини в приймальних ємностях бурових насосів, при необхідності утяжеляется розчин;
д) при промиванні з протитиском в разі підвищення рівня рідини в прийомної ємності бурових насосів слід зменшити діаметр штуцера для збільшення протитиску на розкриті пласти з тим, щоб припинити підвищення рівня рідини в прийомної ємності. При цьому тиск в кільцевому просторі не повинно перевищувати допустимих величин;
е) при зростанні тиску на гирлі понад допустимих величин закачування рідини припиняється, викидні засувки закриваються і ведеться спостереження за тиском в свердловині; при подальшому підвищенні тиску необхідно знижувати його, відкриваючи засувку і одночасно підкачуючи розчин в бурильні труби;
ж) якщо вимушене зниження тиску викликає необхідність повністю відкрити кінцеву засувку для фонтанування свердловини через відводи превентора, потік газу слід направити по викидних лініях в бік від бурової і вжити заходів до попередження загоряння газу або нафти;
к) подальші роботи по ліквідації фонтанування проводяться за спеціальним планом.
2. При повністю витягнутої з свердловини колоні бурова вахта закриває превентора з глухими плашками і встановлює герметизуюче пристрій для спуску труб під тиском. Одночасно ведеться контроль за тиском на гирлі свердловини. Газо-нефтепроявленія ліквідуються за спеціальним планом.
3. При підйомі або спуску бурильної колони.
А. Якщо прояви незначні:
а) верхової робочий негайно спускається з вишки;
б) бурильник встановлює бурильну колону на ротор і разом з помічником приєднує провідну трубу зі зворотним або кульовим клапаном, після чого колону піднімають і закріплюють гальмо лебідки;
в) після закінчення приєднання провідної труби бурова бригада герметизирует гирлі свердловини так, як це було описано в пункті 1.
Б. Якщо газопроявления виникають раптово. супроводжуючись викидами, що не дозволяють приєднати провідну трубу:
а) верхової робочий негайно спускається з вишки;
б) бурильник спускає бурильну колону так, щоб елеватор доходив до ротора, і залишає її у висячому положенні;
в) бурова бригада герметизирует гирлі свердловини превентора відповідно до пункту 1, після чого в верхню замкову муфту ввинчивают кульової або зворотний клапан (у відкритому положенні), застосовуючи пристосування для його відкриття, а потім закривають клапан і засувки на виході превентора;
г) бурова бригада приєднує провідну трубу до бурильної колоні;
д) запускають бурові насоси і направляють потік рідини в колону, одночасно бурильник з помічниками відкривають засувку на лінії від превентора і в ЖЕЛОБНАЯ систему (через штуцер); ця операція проводиться з поступовим збільшенням продуктивності насосів до максимуму з таким розрахунком, щоб кількість рідини, що випускається зі свердловини, відповідало подачі її насосами, контроль здійснюється по зміні рівня рідини в приймальних ємностях насосів, при цьому тиск під превентора не повинно перевищувати допустимих величин (тиску опресування колони);
е) подальші роботи проводяться відповідно до пункту 1.
Іноді доводиться вдаватися до буріння під тиском. При цьому, крім герметизації гирла свердловини, потрібне додаткове обладнання - механізми для проштовхування бурильних або обсадних труб, замкнута схема циркуляції, що складається з герметизованих жолобів, приймальні і запасний ємностей, а також обов'язкова наявність штуцерної батареї. Протитиск на пласт при бурінні під тиском створюється стовпом глинистого розчину і опором в штуцері, що встановлюється на кінці викидний лінії, що йде від противикидного обладнання.
Пожежі. У деяких випадках в силу цілого ряду обставин не дивлячись на вжиті заходи при відкритому фонтанування нафти або газу виникають пожежі. При розпочався пожежі гирлі свердловини необхідно звільнити від устаткування і вжити заходів до гасіння пожежі за допомогою водяних струменів, що створюються брандспойтами, або струменями відпрацьованих газів реактивних двигунів, вибухами і т. П. Якщо заглушити фонтан перерахованими способами не можна, то бурять похилі свердловини в зону припливу газу, нафти, води в стовбур фонтанує свердловини і під тиском через похилі стовбури закачують важкий глинистий розчин або цементний розчин. В особливо важких випадках для ліквідації відкритих фонтанів нафти або газу вдаються до ядерних вибухів.